图1

图2

(资料图片)

图3

图4

图5

图1、图2为《地动仪》纪念封。 （图片由中国集邮有限公司提供）

图3、图4、图5分别为张衡纪念邮票，张衡地动仪王振铎、冯锐复原模型。（图片由作者提供）

石破天惊

马国馨院士篆刻

余生趣潭

地震，又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成的振动，其间会产生地震波的一种自然现象。地震常常造成严重房屋倒塌、人员伤亡，能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散，还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。

早在3000年前，《诗经·小雅·十月之交》里的诗句形象描述了地震摧折山陵的巨大破坏性：“烨烨震电，不宁不令。百川沸腾，山冢崒崩。高岸为谷，深谷为陵。哀矜之人，胡憯莫惩？”

地球上每天要发生上万次的地震。其中绝大多数地震由于震级太小或震中太远，以至于人们感觉不到，必须用地震仪才能记录下来；不同类型的地震仪能记录不同强度、不同远近的地震。世界上运转着数以千计的各种地震仪器，日夜监测着地震的动向。

我国东汉正是地震异常高发的时期。从公元92年起短短30多年间，东汉共发生26次破坏性较大的地震，灾异频仍导致人心惶惶、政局不稳。在此时代背景下，张衡（公元78年—公元139年）于公元132年创制的地动仪应运而生，为中国古代科技史写下光辉而神秘的一页。

史载东汉阳嘉三年十一月十一日（公元134年12月13日），陇西汉阳（今甘肃天水）发生地震，距其震中500千米的东汉首都长安，通过张衡创制的地动仪测出了地震信息。在那个以驿马为信息传递手段的时代，对于一个幅员辽阔的国家而言，张衡地动仪利用地震波作为信息载体实现了地震信息传递速度数量级的增加，这是地震灾害监测方式的一个革命性进步。近代著名地学家翁文灏的诗词准确地指出了张衡地动仪的这一重要意义：“地动陇西起，长安觉已先，微波千里发，消息一机传。”

1951年，我国著名博物馆学家、古代科技史学家王振铎根据古籍《后汉书·张衡列传》记载候风地动仪共196字和《后汉纪》《续汉书》等记载，在中国历史博物馆首次复原了张衡发明创造的测定地震源的地动仪。

地动仪的内部结构很精巧，主要是中间的“都柱”（类似惯性运动的摆）和它周围的“八道”（装置在摆的周围和仪体相接连的8个方向的8组杠杆机械）。外面相应设置8条龙，盘踞在8个方位上。每个龙头的嘴里含有一个小铜球，每个龙头下面都有一只蟾蜍张口向上。如果什么地方发生了强烈的地震，传来地震的震波，“都柱”偏侧触动龙头的杠杆，使处在那个方位的龙嘴张开，铜球便“当啷”一声掉在下面的蟾蜍口里。这样，观测人员根据铜球“震声激扬”知道什么时间、什么方位发生了地震。中外学者对张衡的地动仪一致给予很高的评价，认为它是利用惯性原理设计制造的，基本构造符合物理学的原理，能探测地震波的首先主冲方向。和外国相比，张衡地动仪要比西方类似仪器的出现，早约1700年。后来，2005年学者冯锐等又另有模型复原。

作为东汉时期杰出的天文学家、数学家、发明家、地理学家、文学家，张衡在天文学方面著有《灵宪》《浑仪图注》等；数学著作有《算罔论》；文学作品以《二京赋》《归田赋》等为代表，与司马相如、扬雄、班固并称“汉赋四大家”。张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献，发明了地动仪、改进浑天仪，成为东汉中期浑天说的代表人物之一，后人誉其为“木圣”或“科圣”。由于他的贡献突出，国际天文学联合会将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”，太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡，在河南南阳修建了张衡博物馆。郭沫若评价他为“如此全面发展之人物，在世界史中亦所罕见，万祀千龄，令人景仰”。

（作者系国家教育咨询委员会委员，中国科技馆原馆长、研究员）

标签：